HIRFL注入引出电源现状研究

注入引出电源是兰州重离子反应装置 ( HIRFL )的一个重要组成部分 ,保证注入引出电源可靠运行 ,实现自动调节 ,提高电效率是非常必要的。研究了目前电源几方面存在问题 ,提出了改进的方案并以 Mi2为例进行了改造 ,达到了预期的结果。

射频负离子源引出电源控制和采集系统设计

中性束注入系统是磁约束核聚变研究中重要的等离子体加热、电流驱动和等离子体控制的手段之一。射频负离子源因其中性化效率高、使用寿命长,成为中性束发展的必然选择。引出电源负责在离子源引出电极与等离子体电极间形成一定的电势差,从而将负离子从等离子体发生器中引出。引出电源输出精度、投放时刻、上升时间和稳定性将直接关系到负离子束的匹配引出及恒定负离子束流的维持。本文设计了一套射频负离子源引出电源控制和采集系统,实现对引出电源高精度输出控制和关键参数的实时采集。测试结果表明引出电源控制和采集系统满足射频负离子源实验需求。

中性束注入强流离子源放电电源及其时序控制

中性束注入是磁约束核聚变装置中加热等离子体最有效方法之一。为了建设完善中国环流器2号A装置1MW中性束注入器系统,对大功率强流离子源所需的弧放电电源、束线引出电源、辅助电源及控制时序等进行了设计研制。设计中采用了DSP控制技术、电流快速转移技术、IGBT串联调制器技术、高频开关电源技术、磁缓冲器技术以及工业以太网等诸多技术。该系统已经稳定地运行3a时间,开展了高参数注入实验,注入装置的中性束功率接近1MW,瞬时离子束功率超过2MW,脉冲宽度达到1s,在国内首次使等离子体离子温度超过2×107°C。实验结果表明:所研制的电源及控制系统能有效地用于强流离子束的引出和保护,完全满足HL-2A装置辅助加热系统的要求。

脉冲电流相位检测与反馈系统设计

大多数环型加速器引出束流方向受冲击磁铁的磁场控制,引出冲击磁铁脉冲电源输出的脉冲励磁电流抖动和漂移过大会降低束流引出效率,主要来源于触发系统、闸流管、环境温度变化等[1]。国内抑制引出脉冲电源输出电流相位偏移的相位检测及反馈系统尚属空白。针对中国散裂中子源(CSNS)快循环同步加速器(RCS)引出脉冲电源的需求,设计一种TDC芯片+FPGA结构的输出脉冲电流相位检测及反馈系统,通过研究TDC芯片和FPGA间的数据传输方式、基于FPGA的串口通信及反馈控制算法,实现电源输出电流相位ps级精度实时检测及偏移量反馈,反馈调整步长5 ns,为脉冲电流高精度相位检测与锁定提供了新方法。